UBA VII – Genética Molecular Teórica 11 3/abril/2013UBA VII GM MJC1

UBA VII – Genética Molecular

Teórica 11

3/abril/2013 UBA VII GM MJC 1

Sumário: Capítulo X Variações no número e estrutura dos

cromossomas Técnicas citológicas Poliploidia Aneuploidia Rearranjos da estrutura cromossómica

Capítulo XI Linkage, crossing-over e mapeamento cromossómico Linkage, recombinação e crossing-over Mapeamento cromossómico Análise de linkage em humanos Recombinação e evolução

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2UBA VII GM

VARIAÇÕES NO NÚMERO E ESTRUTURA DOS CROMOSSOMAS

Capítulo X

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3UBA VII GM

Análise Citológica

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4UBA VII GM

Quinacrine Banding

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5UBA VII GM

Giemsa Banding

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6UBA VII GM

Pintura Cromossómica

3/abril/2013T08

7UBA VII GM

Cariótipo Humano

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8UBA VII GM

Ideograma do Cromossoma

Humano 5

3/abril/2013T08

9UBA VII GM

Variações Citológicas

Alterações em ploidia Euplóide tem conjuntos completos de

cromossomas (diplóide = 2n; triplóide = 3n; tetraplóide = 4n)

Aneuplóide sobre ou sub representação de cromossomas ou partes deles.

Rearranjos alterações da estrutura dos cromossomas.

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UBA VII GMMJC

Poliploidia

Conjuntos extra de cromossomas afectam a aparência e fertilidade dos organismos.

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UBA VII GMMJC

Poliplóides estéreis

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Poliplóides Férteis

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UBA VII GMMJC

Allopoliplóides vs. Autopoliplóides

Allopoliplóides criados por hibridização entre espécies diferentes.

Autopoliplóides criados por duplicações cromossómicas dentro da mesma espécie.

Duplicação de cromossomas é evento chave na formação de poliplóides.

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UBA VII GMMJC

Poliploidia específica de tecidos e politenia

Endomitoses Células de fígado e rim células tetraplóides.

Se os cromossomas depois de replicarem não se separarem, formam-se polítenos. Drosophila

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UBA VII GMMJC

Aneuploidia

Sobre ou sub representação de um cromossoma ou parte.

Hiperploidia Trissomia

Hipoploidia Monossomia

3/abril/2013T0816

UBA VII GMMJC

Trissomia em Datura stramonium

3/abril/2013T0817

UBA VII GMMJC

Síndrome de Down

Causas possíveis de trissomia

3/abril/2013T0819

UBA VII GMMJC

Não disjunção em humanos

3/abril/2013T0820

UBA VII GMMJC

Turner Syndrome (XO)

Amniocentese

3/abril/2013T0822

UBA VII GMMJC

Deleções e Duplicações de Segmentos de Cromossomas

3/abril/2013

Cariótipo do Síndrome de Cri-du-chat Karyotype46, XY (5p-)

UBA VII GMMJC

Rearranjos da Estrutura Cromossómica

Modificação “interna” do cromossoma ou junção com parte de outro cromossoma. Inversões Translocações

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UBA VII GMMJC

Inversões

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UBA VII GMMJC

Inversões Pericentricas vs.

Paracentricas

Emparelhamento entre cromossomas normais e

invertidos

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UBA VII GMMJC

Translocações

Translocação troca de partes de cromossomas entre pares não homólogos.

Numa translocação recíproca não há perda de informação genética.

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UBA VII GMMJC

Estrutura e emparelhamento de cromossomas com

translocações

Cromossomas compostos

Fusão: Homólogos Cromatídeos Ou segmentos de homólogos

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UBA VII GMMJC

Cromossomas compostos em Drosophila

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UBA VII GMMJC

Translocações Robertsonianas

Formadas pela fusão de 2 não homólogos no centrómero.

LINKAGE, CROSSING OVER E MAPEAMENTO

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MJCT1033

Um Mapa Cromossómico

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UBA VII GMMJC

Linkage, Recombinação, e Crossing Over

Genes no mesmo cromossoma são herdados em conjunto durante a meiose Linkage

MAS… Alelos de genes ligados ao mesmo cromossoma

podem recombinar-se por crossing-over.

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UBA VII GMMJC

Linkage e recombinação

Linkage

Recombinação

Crossing-over

Chiasma (chiasmata)

Genes Ligados contrariam princípio da segregação

independente

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UBA VII GMMJC

Cálculo da frequência de Recombinação

Crossing Over e Recombinação

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UBA VII GMMJC

CrossoversMúltiplos

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UBA VII GMMJC

Não Produz recombinação!

Em suma O linkage é detectado pelo desvio das proporções

esperadas nos cruzamentos mendelianos.

A frequência de recombinação mede a intensidade do linkage. Varia entre 0-0,5.

A recombinação é causada pelo crossing-over (no início da profase)

Apenas 2 dos cromatídeos de uma tétrada estão envolvidos.

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UBA VII GMMJC

MAPEAMENTO DOS CROMOSSOMAS

MJCT1042

Mapeamento cromossómico

Baseado em distâncias genéticas: Frequência de recombinação A distância entre dois pontos do

mapa genético corresponde à média do nº de crossing-overs entre esses dois pontos.

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UBA VII GMMJC

Frequência de recombinação e distâncias nos mapas

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UBA VII GMMJC

Em suma Os mapas genéticos são baseados na média de

crossovers que ocorrem durante a meiose.

As distâncias no mapa genético são estimadas calculando a frequência de recombinação entre os genes em cruzamentos experimentais.

Para frequências de recombinação de 20% ou menos a distância pode ser definida directamente.

Para frequências de recombinação > de 20% as distâncias no mapa são subestimadas uma vez que crossovers multiplos podem não resultar em cromossomas recombinantes.

Há formas de manipulação laboratorial para melhorar esta técnica básica de mapeamento.

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UBA VII GMMJC

Análise de linkage em Humanos

Em humanos não se podem fazer cruzamentos teste.

É pela análise de pedigrees que se localizam os genes nos cromossomas humanos.

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UBA VII GMMJC

Linkage entre os loci ABO e Nail-Patella Loci

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UBA VII GMMJC

Eventos de recombinação

3/abril/2013 48UBA VII GM

Cálculo da frequência de recombinação

4/13 da descendência 31%) neste pedigree são recombinantes.

Combinação dos dados de vários pedigrees as distância entre os loci ABO e NPS1 é 10 cM.

Marcadores moleculares também podem ser usados.

Em suma

O linkage entre genes humanos podem ser detectados analizando pedigrees.

A análise de pedigrees também fornece estimativas de frequências de recombinação para mapear genes em cromossomas humanos.

Recombinação e Evolução

A recombinação genética é uma das fontes de variabilidade genética evolução.

A recombinação ocorre em espécies que se reproduzem sexualmente.

A recombinação pode viabilizar a junção de alelos favoráveis de genes diferentes no mesmo indivíduo.

HEREDITARIEDADE DE CARACTERÍSTICAS COMPLEXAS

MJCT1052

Hereditariedade de características complexas

Características contínuas Influências genéticas e ambientais várias Análise fenotípica de características

quantitativas pode ser feita com a medição em indivíduos de uma população e depois usando métodos estatísticos de análise.

MJCT1053

Herditariedade de traços contínuos

MJCT1054

Tamanho da corola em flores

3/abril/2013

Se for determinada:a)Por 1 gene qual a proporcção de F2 que deverá ter corlas grandes?b)Por 2 genes qual a proporcção de F2 que deverá ter corlas grandes?c)Verificou-se que deveria ser por 5 genes diferentes

UBA VII GMMJC

Estudos genéticos destas características

As distribuições de frequência de caracteristicas quantitativas podem ser caracterizadas por estatistica descritiva. Amostra Distribuição de frequência Média Classe modal Variância e desvio padrão.

MJCT1056

Distribuição normal Neste tipo de distribuição a média e a classe

modal estão no centro da distibuição.

MJCT1057

Variancia (s2) e Desvio padrão (s)

s2 Xk X 2 / n 1

MJCT1058

Em suma

A média e classe modal dão o centro da distribução de frequências.

A variância e desvio padrão são estatisticas que indicam as variações em torno da média.

MJCT1059

Análise de características quantitativas

Variabilidade fenotípica é medida pela variância.

A hipótese de factores múltiplos propõem que há características controladas por vários factores no ambiente e no genótipo.

R.A. Fisher

T = µ + g + eµ representa a média da população,g representa o desvio da média devido a factores genéticose representa o desvio da média devido a factores ambientais

MJCT1060

Fénotipos quantitativos e desvios da média

MJCT1061

Componentes da variação fenótipica

VT = Vg + Ve

VT variação fenotípica total

Vg variância de origem genética

Ve variância de origem ambiental

MJCT1062

Partição da variância da F2:Tempo de maturação dos grão.

VT = 14.26 dias2

VT = Vg + Ve

Ve pode ser estimado dos dados da geração parental e F1 (geneticamente idênticas entre si).

Logo a variação é de origem ambiental.

Estimativa de Ve

Para estimar Ve, Média das variâncias das

populações parentais e F1 :Ve = (VA + VB + VF1)/3

= (1.92 Dias2 + 2.05 Dias2 + 2.88 Dias2)/3

= 2.28 dias2

MJCT1064

Estimativa de Vg

Se VT e Ve são conhecidos .

Vg é estimado por subtração de Ve a partir de VT.

Vg = VT – Ve

= 14.26 dias2 – 2.28 dias2

= 11.98 dias2

MJCT1065

Variação fenotípica total

VT = Vg + Ve

14.26 dias2 = 11.95 dias2 + 2.28 dias2

Neste exemplo a maior parte da variação no tempo de maturação em F2 é devida a diferenças genéticas entre individuos.

MJCT1066

Heritabilidade senso lato

H2 = Vg /VT

H2 = Vg /(Vg + Ve) Varia entre 0 e 1 H2 perto de 0, pouca da variabilidade é

devida a factores genéticos. H2 perto de 1, maior parte da variabilidade é devida

a factores genéticos. É específica para uma população

MJCT1067

Heritabilidade senso lato

Os efeitos genéticos podem advir de: Efeitos dos alelos individuais Relações de dominância entre alelos Interações epistáticas entre diferentes genes.

Estas componentes podem ser separadas Analisando a componente que envolve o efeito dos

alelos individuais podemos prever o fenótipo da descendência sabendo o dos progenitores.

MJCT1068

Previsão dos fenótipos a partir dos Genótipos

A dominância limita a capacidade de fazer estas previsões. Exemplo: grupo sanguíneo ABO. Ou seja para o

tipo sanguíneo A há mais que um genótipo possível.

Codominância permite que a previsão seja mais precisa. Exemplo: cor da flor em bocas de lobo

MJCT1069

Componentes da Variabilidade genética

Va, variância genética aditiva, representa a variância devida a alelos que actuam aditivamente pigmento na cor das flores.

Vd, variância de dominância, representa variância devida a dominância grupo sanguíneo ABO.

Vi, variância epistática, representa variância devida a interações epistáticas entre alelos de diferentes genes.

MJCT1070

A Variância Genética

Vg = Va + Vd + Vi

A variância total fenotípica pode ser expressa como:VT = Va + Vd + Vi + Ve

Apenas a variância aditiva é útil na previsão dos fenótipos dos descendentes apartir dos fenótipos dos progenitores.

MJCT1071

Heritabilidade senso estreito

h2 = Va /VT

h2 varia entre 0 e 1 h2 se é perto de 1, a maior parte da variância

fenotípica é devida variância genética aditiva.

MJCT1072

MJCT1073

Previsão de Fenótipos IQ Michael (M) e Frances (F) IQ de 110 e 120,

respectivamente. Média da população 100.

Filho Oswald (O) Factores ambientais de previsão de IQ não pode

ser previsto. Se QI não tem componentes genéticas, os

valores de QI dos pais não têm valor preditivo. Mas para QI h2 = 0.4

MJCT1074

Previsão do QI do Oswald é

TO = µ + h2 [(TM + TF)/2 – µ]

SubstituindoTP for [(TM + TF)/2,

TO = µ + h2 [TP – µ]

Substituindo pelos valores conhecidos

TO = 100 + (0.4)[115 – 100]

TO = 106

MJCT1075

Previsão de Fenótipos H2 indica a diferença

entre a média da população e um valor que pode ser usado para prever o fenótipo da descendência.

Selecção Artificial

MJCT1077

Loci de traços quantitativos

Técnicas molecular permitem mapear os LTQ. Marcadores moleculares

associados a polimorfismos que por sua vez estão associados a características desejáveis.

MJCT1078

RFLP Loci LTQ do peso de tomates

MJCT1079

Patologias CardiovascularesAssociação de RFLPs e

factores de risco

MJCT1080

CORRELAÇÃO ENTRE FAMILIARES

Formas de estimar H2 e h2

MJCT1081

Altura gémeos monozigóticos

MJCT1082

Dados não correlacionados

MJCT1083

Valores teóricos de correlação

MJCT1084

Coeficientes de correlção entre gémeos: QI

MJCT1085

Coeficientes de correlação entre gémeos: Personalidade

MJCT1086

Recursos

Capítulo 22 do Snustad 6ª Edição.

MJCT1087

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